第7章单片机接口技术
单片机应用系统常需连接键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等外设，其中，键盘和显示器是使用最频繁的外设，它们是构成人机对话的一种基本方式，A/D和D/A转换器是计算机与外界联系的重要途径。
本章将叙述常用外设的工作原理以及它们如何与单片机接口，如何相互传送信息等技术。
实训7 简易秒表的制作
1．实训目的
（1）利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒、分定时。
（2）通过LED显示程序的调整，熟悉8155与8051，8155与LED的接口技术，熟悉LED动态显示的控制过程。
（3）通过键盘程序的调整，熟悉8155与矩阵式键盘的接口技术，熟悉键盘扫描原理。
（4）通过阅读和调试简易秒表整体程序，学会如何编制含LED动态显示、键盘扫描和定时器中断等多种功能的综合程序，初步体会大型程序的编制和调试技巧。
2．实训设备与器件
（1）实训设备：单片机开发系统、微机。
（2）实训器件：实训电路板1套。
3．实训步骤与要求
（1）要求：利用实训电路板，以8位LED右边2位显示秒，左边6位显示0，实现秒表计时显示。
以4×4矩阵键盘的KE0、KE1、KE2等3键分别实现启动、停止、清零等功能。
（2）方法：用单片机定时器T0中断方式，实现1秒定时；利用单片机定时器1方式3计数，实现60秒计数。
用动态显示方式实现秒表计时显示，用键盘扫描方式取得KE0、KE1、KE2的键值，用键盘处理程序实现秒表的启动、停止、清零等功能。
（3）实验线路分析：采用实训电路板，其原理图参见附录。
8位LED显示的位码由8155的PA口输出，段码由8155的PB口输出，PB口线与LED之间接有200Ω限流电阻，LED 为共阴极数码管，LED显示方式为动态显示方式。
4×4矩阵键盘的行线经5.1KΩ电阻上拉后与8155PC口的PC0~PC3口线相连，列线与8155PA口的PA0~PA3口线相连。
8155的控制口地址为4400H，PA口地址为4401H，PB口地址为4402H，PC口地址为4403H。
系统本采用11.0592MHz的晶振，本实训应改为12MHz晶振，以方便定时。
（4）软件设计：软件整体设计思路是以键盘扫描和键盘处理作为主程序，LED动态显示作为子程序。
二者间的联系是：主程序查询有无按键，无按键时，调用二次LED动态显示子程序（约延时8ms）后再回到按键查询状态，不断循环；有按键时，LED动态显示子程序作为按键防抖延时被连续调用二次（约延时16ms），待按键处理程序执行完后，再回到按键查询状态，同时兼顾了按键扫描取值的准确性和LED动态显示的稳定性。
秒定时采用定时器T0中断方式进行，60秒计数由定时器1采用方式3完成，中断及计数的开启与关闭受控于按键处理程序。
由上述设计思路可设计出软件流程图如图7.1所示。
（5）程序编制：编程时置KE0键为“启动”，置KE1键为“停止”，置KE2键为“清零”，因按键较少，在处理按键值时未采用散转指令“JMP”，而是采用条件转移指令“CJNE”，每条指令后紧跟着一条无条件跳转指令“AJMP”，转至相应的按键处理程序，如不是上述3
个按键值则跳回按键查询状态。
8位LED 显示的数据由显示缓冲区30H~37H 单元中的数据决定，顺序是从左至右，动态显示时，每位显示持续时间为1ms ，1ms 延时由软件实现，8位显示约耗时8ms 。
主程序、按键查询子程序采用第0组工作寄存器，显示子程序采用第1组工作寄存器。
1秒定时采用定时器T0方式1中断，每50ms 中断一次，用21H 做50 ms 计数单元，每20次为一个循环，计满20次，60秒计数单元（20H ）计数1次。
60秒计数采用定时器T1方式2计数，计数脉冲采用软件置位、复位P3.5口的方法实现，用20H 单元做60秒计数单元，如定时器T1溢出，则20H 单元被清零，20H 单元的数据采用十进制计数，该数据被拆成个位和十位两个数据后分别送至显示缓冲区的30H 、31H 单元。
动态显示子程序
主程序程序
定时器中断服务
程序流程图图7.1 简易秒表软件流程图
按照上述思路可编制源程序如下：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
AJMP CONT
；◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇主程序◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
；――――――――――初始化程序――――――――――――
MAIN ： MOV TMOD ，#61H ；置T0方式1定时，T1方式2计数
MOV TH0，#3CH ；T0置初值
MOV TL0，#0B0H
MOV TH1，#0C4H ；T1置初值
MOV TL1，#0C4H
MOV DPTR ，#4400H ；8155控制口地址送DPTR
MOV A，#43H ；设置8155工作方式字
MOVX @DPTR，A ；设置PA、PB口输出，PC口输入
MOV 20H，#00H ；60秒计数单元置初值
MOV 21H，#14H ；50ms计数单元置初值
MOV SP，#3FH ；堆栈指针置初值
MOV R2，#08H ；LED待显示位数送R2
MOV R0，#30H ；显示缓冲区首址送R0 STAR：MOV @R0，#00H ；显示缓冲区清零
INC R0
DJNZ R2，STAR
CLR A ；累加器清零；―――――――――――键盘查询程序――――――――――
KEY：ACALL KS ；调按键查询子程序判是否有键按下
JNZ K1 ；有键按下转移
ACALL DISP ；无键按下，调显示子程序延时
AJMP KEY ；继续查询按键；―――――――――――键盘扫描程序――――――――――
K1：ACALL DISP ；键盘去抖延时
ACALL DISP
ACALL KS ；再次判别是否有键按下
JNZ K2 ；有键按下转移
AJMP KEY ；无按键，误读，继续查询按键K2：MOV R3，#0FEH ；首列扫描字送R3
MOV R4，#00H ；首列号送R4
K3：MOV DPTR，#4401H ；PA口地址送DPTR，开始列扫描
MOV A，R3
MOVX @DPTR，A ；列扫描字送PA口
INC DPTR ；指向PC口
INC DPTR
MOVX A，@DPTR ；读取行扫描值
JB ACC.0，L1 ；第0行无键按下，转查第1行
MOV A，#00H ；第0行有键按下，行首键号送A
AJMP LK ；转求键号
L1：JB ACC.1，L2 ；第1行无键按下，转查第2行
MOV A，#08H ；第1行有键按下，行首键号送A
AJMP LK ；转求键号
L2：JB ACC.2，L3 ；第2行无键按下，转查第3行
MOV A，#10H ；第2行有键按下，行首键号送A
AJMP LK ；转求键号
L3：JB ACC.3，NEXT ；第3行无键按下，转查下一列
MOV A，#18H ；第3行有键按下，行首键号送A
AJMP LK
LK：ADD A，R4 ；形成键码送A
PUSH ACC ；键码入栈保护。